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文檔簡介
1、第二講鎂、鋁及其重要化合物認識鎂、鋁及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質及其應用。2016,卷甲2016,卷丙2015,卷2015,卷2014,卷2014,卷12T(A)、13T(B);7T(A)、28T(3);10T(C)、27T(1)(6);13T(BC);26T(5);9T(C)鎂、鋁的性質及應用學生用書P57知識梳理一、鋁的性質及應用1鋁的結構和存在形式鋁位于元素周期表的第三周期A族,原子結構表示圖為鋁是地殼中含量最多的金屬元素,自然界中的鋁所有以化合態的形式存在。2鋁的物理性質鋁是銀白色、擁有金屬光彩的固體,硬度較小,擁有優異的導電性、導熱性和延展性。3鋁的化學性質寫出圖中相關反
2、應的方程式(能寫離子方程式的寫離子方程式):4.鋁的用途,純鋁用作導線,鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等。二、鎂的性質及應用1.鎂的性質(1)物理性質:擁有銀白色金屬光彩的固體,密度、硬度均較小,熔點較低,有優異的導電、導熱和延展性。(2)化學性質與非金屬單質反應2.海水提鎂3鎂的用途生產合金,冶金工業上用作還原劑和脫氧劑。4鎂的重要化合物物質主要性質氧化鎂堿性氧化物MgO2H=Mg2H2O中強堿Mg(OH)22H=Mg22H2O氫氧化難溶于水Mg22OH=Mg(OH)2鎂溶解度小于MgCO3H2O=碳酸鎂Mg(OH)2CO2Mg在CO2中可以燃燒,所以Mg著火時不可以用二氧化碳滅火器和泡
3、沫滅火器滅火。自我檢測1(教材改編題)平常生活中有一些鋁制炊具,它質輕且堅固耐用,此中的原由是()A鋁很不開朗,不易與其余物質反應B鋁固然很開朗,但是在高溫下才能反應C鋁制品表面有一層致密的氧化物薄膜,起保護作用D鋁制品表面鍍有一層銅,可以保護鋁分析:選C。鋁盡管很開朗,但因為表面能形成致密的氧化物膜,故可用于制作鋁制炊具。2鎂、鋁單質的化學性質以相似性為主,但也存在某些重要差異性,以下物質能用于證明兩者存在較大差異性的是()CO2鹽酸NaOH溶液CuSO4溶液ABCD分析:選C。鎂能與CO2反應而鋁不可以,鋁能與NaOH溶液反應而鎂不可以。(1)Mg、Al在常溫下均易在其表面形成致密的氧化膜
4、。(2)常溫下,能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原由是兩者能使鋁發生“鈍化”,而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應。(3)鋁與稀硝酸反應時生成的氣體是NO而不是H2。(4)用鋁箔包裹的鈉與水反應時既考慮Na與水的反應,又考慮Al與NaOH溶液的反應。(5)鋁熱劑(發生鋁熱反應)鋁熱劑是鋁與金屬氧化物的混雜物,鋁熱反應實質上是金屬之間的置換反應,所以要遵循金屬活動性序次。比方:CuO與Al能發生鋁熱反應,而Al與MgO的混雜物不可以發生鋁熱反應。(2016高考上海卷)已知NaOHAl(OH)3=NaAlO22H2O。向集滿CO2的鋁制易拉罐中加入過分NaOH濃溶液,馬上封閉罐口,易拉罐逐漸凹癟;再過一
5、段時間,罐壁又重新突出。上述實驗過程中沒有發生的離子反應是()CO22OH=CO23H2OBAl2O32OH=2AlO2H2OC2Al2OH2H2O=2AlO23H2DAl34OH=AlO22H2O分析向集滿CO2的鋁罐中加入過分氫氧化鈉溶液,第一CO2與氫氧化鈉反應,表現為鋁罐變癟,接著過分的氫氧化鈉再與鋁罐反應,鋁罐表面有氧化膜(Al23O),故可發生A、B、C的反應。答案DAl既能溶于強酸,又能溶于強堿,所以說“Al既有金屬性,又有非金屬性”。你以為這類說法能否合適?為何?答案:不合適。金屬性是指元素的原子失電子的能力,非金屬性是指元素的原子得電子的能力。鋁無論是與酸反應還是與堿反應,都
6、是失掉3e,化合價高升為3價,均是還原劑,因此鋁擁有較強的金屬性。鎂、鋁的性質及計算1(2015考江蘇卷高)在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C。以下說法正確的選項是()A元素C的單質只存在金剛石和石墨兩種同素異形體BMg、MgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2)r(Mg)C在該反應條件下,Mg的還原性強于C的還原性D該反應中化學能所有轉變成熱能分析:選C。A選項,元素C還存在足球烯等其余同素異形體,所以錯誤;B選項,鎂離子比鎂原子少一個電子層,其半徑比鎂原子的小,所以錯誤;C選項,該反應中鎂作還原劑,其還原性強于還原產物的還原性,所以正確;D選項,該反應發光,所以化學能不行能HClHNO3NaO
7、H所有轉變成熱能,所以錯誤。2以下關于鋁的表達中正確的選項是()因為鋁在空氣中不會銹蝕,所以鋁制品的使用壽命都很長B因為鋁擁有強還原性,所以常用鋁來冶煉某些高熔點金屬C常溫下,鋁遇濃硫酸鈍化,所以可用濃硫酸除掉鋁表面的銅鍍層D因為鋁的導電性能比銅強,所以常用鋁制造電線、電纜分析:選B。鋁在空氣中與O2反應,生成致密的氧化物薄膜,Al自己易于銹蝕,A錯誤;因為鋁擁有強還原性,可利用鋁熱反應來冶煉難熔金屬,B正確;銅與濃硫酸常溫下不反應,C錯誤;鋁的導電性能比銅差,但價格相對便宜且密度較小,故常用鋁制造電線、電纜,D錯誤。3將等物質的量的鎂和鋁混雜,取等質量該混雜物四份,分別加到足量的以下溶液中,
8、充分反應后,放出氫氣最多的是()1A3molL1B4molL1C8molL1H2SO4D18molL分析:選A。在鎂、鋁混雜物中加入HNO3和濃H2SO4都不產生H2;加入NaOH溶液,只有Al與之反應生成H2,而鎂不反應;加入鹽酸,鎂、鋁都與鹽酸反應生成H2,所以放出H2的量最多。鋁與酸、堿反應生成H2的量的關系鋁與鹽酸、氫氧化鈉反應的化學方程式分別為2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。從化學方程式可以看出Al與酸、堿反應時生成H2的失3e,Al與H2的關系都是2Al3H2。實質都是AlAl3,所以無論與酸還是與堿反應若遇到鋁與必定量的酸和堿反
9、應的問題時可參照以下思路解決。VHCl(H2)(1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應,產生氫氣體積比1。VNaOH(H2)(2)足量的鋁分別與等物質的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應,產生氫氣的體積比HCl(H2)1VNaOH(H2)3。V(3)必定量的鋁分別與必定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應,產生氫氣的體積比13VHCl(H2)1,則必定是鋁與鹽酸反應時,鋁過分而鹽酸不足;鋁與氫氧化鈉反應時,VNaOH(H2)鋁不足而氫氧化鈉過分。解題時應充分利用上述過分關系。鋁的這類既能與酸(非氧化性酸)又能與強堿反應產生H2的性質常作為推測題的“題眼”。鋁的重要化合物學生用書P59知識梳理1氧化鋁(1)物
10、理性質:白色固體,難溶于水,有很高的熔點。(2)化學性質(用化學方程式表示)2氫氧化鋁(1)物理性質:白色膠狀不溶于水的固體,有較強的吸附性。(2)化學性質(用化學方程式表示)Al(OH)3的電離方程式為受熱分解:2Al(OH)3=Al2O33H2O。(3)制備向鋁鹽溶液中加入氨水,離子方程式為Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4。向NaAlO2溶液中通入足量CO2,離子方程式為AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3。NaAlO2溶液與AlCl3溶液混雜:3AlO2Al36H2O=4Al(OH)3。3常有的鋁鹽(1)硫酸鋁鉀是由兩種不一樣的金屬離子和一種酸根離子構成的復鹽。(2
11、)明礬的化學式為KAl(SO4)212H2O,它是無色晶體,可溶于水,其水溶液pH7。明礬可以凈水,其凈水的原理是Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H,Al(OH)3膠體吸附水中雜質形成積淀而凈水。自我檢測1(教材改編題)以下物質組合中既能和酸反應又能和堿反應的化合物是()AlAl2O3Al(OH)3NaHCO3ABCD分析:選B。此題中給出的4種物質均既能和酸反應,又能和堿反應,但Al是單質,不是化合物。2以下說法或離子方程式正確的選項是()A用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱,融化后的液態鋁滴落下來,說明金屬鋁的熔點較低BAlCl3溶液中加入過分稀氨水:Al34NH
12、3H2O=AlO24NH42H2OC0.10molL1的氨水與AlCl3溶液發生反應的離子方程式為Al33OH=Al(OH)3D新制的氧化鋁可溶于氫氧化鈉溶液:Al2O32OH=2AlO2H2O分析:選D。用砂紙仔細打磨過的鋁箔在空氣中很快生成致密氧化膜,融化后的液態鋁被一層氧化膜包著,其實不會滴落下來,A不正確;氫氧化鋁不溶于氨水,B不正確;NH3H2O是弱電解質,不可以拆成離子,C不正確,B、C項正確的寫法為Al33NH3H23O=Al(OH)3NH4。(1)Al(OH)3是一種不溶于水的白色膠狀物,能作凈水劑,能中和胃酸,也是一種阻燃材料。(2)Al(OH)3擁有兩性,能溶于強酸、強堿,
13、但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱堿(如氨水)。所以,制備Al(OH)3是用可溶性鋁鹽與過分氨水反應而不用NaOH溶液或向偏鋁酸鹽溶液中通入足量CO2而不用鹽酸。以下各組物質,前者逐滴滴加到后者中直至過分,先出現白色積淀,此后積淀又消逝的是()AH2SO4滴入NaAlO2溶液中BBa(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中CAl2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中D氨水滴入Al2(SO4)3溶液中分析24滴入NaAlO2溶液中,先生成Al(OH)3積淀,Al(OH)3又溶于過分的將HSO24中,A正確;Ba(OH)2溶液滴入Al243溶液中,先生成BaSO4、Al(OH)3積淀,而HSO(SO
14、)Al(OH)3又溶于Ba(OH)2溶液,但BaSO4不溶解,B錯誤;Al24)3溶液滴入NaOH溶液中,(SO開始因為OH過發散生反應:Al34OH=AlO22H2O,故開始無積淀生成,C錯誤;氨水滴入Al243溶液中,馬上產生Al(OH)3積淀,但積淀不溶于過分氨水,D錯誤。(SO)答案A(1)將上題中滴加序次顛倒,符合題意的選項是哪個?(2)寫出上題B項中Al2(SO4)3溶液中SO24完好積淀的離子方程式。答案:(1)C項符合題意。將NaAlO2滴入H2SO4溶液中,因為H2SO4過分先生成Al2(SO4)3,NaAlO2再與Al2(SO4)3反應生成Al(OH)3積淀,A錯誤;Al2
15、(SO4)3滴入Ba(OH)2溶液中,一定生成BaSO4積淀,而BaSO4不溶解,B錯誤;NaOH滴入Al2(SO4)3溶液中,先生成Al(OH)3積淀,Al(OH)3又溶于過分的NaOH溶液中,C正確;因為Al(OH)3不溶于過分氨水,Al2(SO4)3滴入氨水中,馬上產生Al(OH)3積淀,D錯誤。(2)當SO42完好積淀時,Al3與OH的個數之比為13,Al3恰好完好積淀,故離子方程式為3Ba26OH2Al33SO42=2Al(OH)33BaSO4。鋁及其化合物與H、OH的反應規律AlAl3和H2Al2O3HAl3和H2OAl(OH)3Al3和H2O過分3AlO2Al和H2OAlAlO2
16、和H2Al2O3OHAlO2和H2OAl(OH)3過分AlO2和H2OAl3AlO2和H2OAl2O3、Al(OH)3的兩性1(2016高考上海卷)以下各組混雜物,使用氫氧化鈉溶液和鹽酸兩種試劑不可以分其余是()氧化鎂中混有氧化鋁B氯化鋁溶液中混有氯化鐵C氧化鐵中混有二氧化硅D氯化亞鐵溶液中混有氯化銅分析:選D。A.MgO是堿性氧化物與NaOH不反應,而Al2O3是兩性氧化物,可以與NaOH發生反應生成NaAlO2和H2O,過濾后清洗,就獲取純凈的MgO,可用氫氧化鈉溶液和鹽酸兩種試劑分別;B.向溶液中加入過分的NaOH溶液,氯化鐵變成Fe(OH)3積淀,氯化鋁變成NaAlO2,過濾,而后向溶
17、液中加入適當的鹽酸,當積淀量達到最大值時,過濾,得到Al(OH)3,再分別向兩種積淀中加入適當的鹽酸溶解,就獲取氯化鋁溶液,除掉了雜質,可用氫氧化鈉溶液和鹽酸兩種試劑分別;C.二氧化硅是酸性氧化物,可以與NaOH發生反應,而氧化鐵與NaOH不可以發生反應,加入過分的NaOH,而后過濾清洗,就獲取純凈的氧化鐵,可用氫氧化鈉溶液和鹽酸兩種試劑分別;D.兩者都可以與NaOH發生反應,當再向獲取的積淀中加入鹽酸時,兩者都溶解,不可以達到分別、提純的目的,不行用氫氧化鈉溶液和鹽酸兩種試劑分別。2(2017新改編題最)按要求填空。NaHSO3Al2O3Al(OH)3(NH4)2CO3CH3COONH4Na
18、HCO3Al(1)在以上物質中,既能與強酸反應,又能與強堿反應的是_。(2)屬于兩性化合物的是_。分析:(2)兩性化合物是指既能與酸反應又能與堿反應生成鹽和水的化合物,故只有Al2O3和Al(OH)3符合。答案:(1)(2)制備Al(OH)3的門路選擇3Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應催化劑的主要成分之一。工業上用鋁土礦(含Fe2O3及其余不反應的雜質)制備較高純度Al2O3的主要工藝流程有很多步驟,以下操作步驟中最合適的組合是()加鹽酸溶解加燒堿溶液溶解過濾通入過分CO2生成Al(OH)3積淀加入鹽酸生成Al(OH)3積淀加入過分燒堿溶液AC分析:選B。從鋁土礦清洗并煅燒BD(主要成分為
19、Al2O3)中提取Al2O3,主要應用Al2O3能與強堿溶液反應,生成可溶性NaAlO2溶液,過濾除掉其余不溶性雜質,向濾液中通入酸性氣體CO2,生成Al(OH)3積淀,過濾,清洗,加熱分解Al(OH)3獲取Al2O3。若先用鹽酸溶解,Fe2O3、Al2O3均溶解,制取Al(OH)3的步驟許多;從NaAlO2制備Al(OH)3,若加鹽酸不簡單控制量的多少。故B項操作步驟為最正確。4實驗室可用鋁屑、氨水、氫氧化鈉溶液、稀硫酸等來制備氫氧化鋁,某同學設計了三種實驗方案:方案AlAl3Al(OH)3方案AlAlO2Al(OH)3AlAl3方案Al(OH)3AlAlO2(1)用方案制備Al(OH)3時
20、使用的藥品最好是鋁屑、稀硫酸和氨水,不用氫氧化鈉取代氨水的原由是_;寫出該方案中相關的離子方程式:_。(2)用方案來制備Al(OH)3時,一定注意_的用量,以防范生成的Al(OH)3溶解。(3)三種方案中,你以為最好的是_(填序號),原由是_。分析:方案中相關的離子方程式為2Al6H=2Al33H2,Al33NHHO=Al(OH)3NH。3234方案中相關的離子方程式為2Al2OH2H223H2,O=2AlOAlO2HH2O=Al(OH)3。方案中的轉變關系為3H3OHAlAl3,3Al3AlO2,Al33AlO26H2O=4Al(OH)3。分析(從化學方程式的計量數角度考慮):方案制取2mo
21、lAl(OH)3耗費H6mol、NH3H2O6mol。方案制取2molAl(OH)3耗費H2mol、OH2mol。方案制取4molAl(OH)3耗費H3mol、OH3mol,即制取2molAl(OH)3耗費H1.5mol、OH1.5mol。結論是方案以較少的原料制出許多的Al(OH)3,最好。答案:(1)若用NaOH溶液積淀Al3,終點不易控制,因為Al(OH)3會溶于過分的NaOH溶液,從而影響Al(OH)3的生成量2Al6H=2Al33H2,Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4(2)稀硫酸(3)藥品用量最少,操作最簡單1兩性物質的看法辨析兩性物質是指既能與酸反應又能與堿反應生成鹽和
22、水的化合物。既能與酸反應又能與堿反應的物質不必定是兩性物質,Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是兩性物質。2Al(OH)3與Al2O3兩性的重要應用(1)用過分NaOH溶液檢驗Al3的存在。(2)用過分NaOH溶液鑒別Al3和Mg2。(3)用互滴法鑒別Al3與OH、AlO2與H。(4)用過分NaOH溶液和相應酸溶液分別Al3與Mg2、Fe3等離子或分別MgO、Al2O3。3Al(OH)3的三種制備方法制取Al(OH)3時,一般不用強酸或強堿溶液,因為強酸、強堿能溶解生成的Al(OH)3,而又沒法控制酸堿的用量,一般使用氨水或CO2制取。“鋁三角”轉變關系及應用學生用書P61知識梳理1Al3、A
23、l(OH)3、AlO2之間的轉變關系寫出上述轉變的離子方程式:(1)Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4,Al33AlO26H2O=4Al(OH)3,Al33OH=Al(OH)3;(2)Al(OH)33H=Al33H2O;(3)Al34OH=AlO22H2O;(4)AlO24H=Al32H2O;(5)AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3(CO2過分),AlO2HH2O=Al(OH)3;(6)Al(OH)3OH=AlO22H2O。2Al3、Al(OH)3、AlO2之間的定性分析和定量計算(1)把NaOH溶液逐滴加入到AlCl3溶液中至過分.定性分析現象:先有白色積淀產生,而后積
24、淀逐漸溶解。原理:Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=AlO22H2O。圖像.定量計算依據AlCl3(設為amol)與NaOH(設為bmol)計算生成Al(OH)3積淀的量依據AlCl3(設為amol)和Al(OH)3(設為bmol)計算需要NaOH的量NaOH不足時,n(NaOH)3b;NaOH過分時,n(NaOH)4ab。(2)把AlCl3溶液逐滴加入到NaOH溶液中至過分現象:開始時無明顯現象,而后逐漸產生大批的白色積淀。原理:Al34OH=AlO22H2O、Al33AlO26H2O=4Al(OH)3。圖像(3)向NaAlO2溶液中逐滴加鹽酸至過分現象:先生成白色積淀,隨后
25、積淀逐漸溶解。原理:AlO2HH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O。圖像(4)向HCl溶液中逐滴加入NaAlO2溶液至過分現象:開始無明顯現象,反應一段時間后逐漸產生大批的白色積淀。原理:4HAlO2=Al32H2O、Al33AlO26H2O=4Al(OH)3。圖像自我檢測1以下各項操作中,不發生“先產生積淀,而后積淀又溶解”現象的是()向飽和碳酸鈉溶液中通入過分的CO2向NaAlO2溶液中逐滴加入過分的稀鹽酸向AlCl3溶液中逐滴加入過分稀氫氧化鈉溶液向硅酸鈉溶液中逐滴加入過分的鹽酸ABCD分析:選C。Na23與CO2、H2NaHCO3,因為Na23的溶解度比NaHCO
26、3COO反應生成CO的大,因此只會產生NaHCO3積淀;NaAlO2中加入稀鹽酸,開始產生白色積淀Al(OH)3,當鹽酸過分時,Al(OH)3又溶于鹽酸;向AlCl3溶液中加入NaOH溶液開始產生白色積淀Al(OH)3,當NaOH溶液過分時,Al(OH)3又溶于NaOH溶液;只會生成H2SiO3積淀。2.(教材改編題)將必定質量的鎂、鋁合金投入100mL必定物質的量濃度的鹽酸中,合金所有溶解,向所得溶液中滴加5molL1NaOH溶液至過分,生成積淀的質量與加入的NaOH體積關系以以下圖。請回答以下問題:(1)原合金中鎂、鋁質量各為多少?(2)HCl的濃度為多少?分析:由圖可知11.6g是Mg(
27、OH)2的質量,其物質的量為0.2mol,故Mg的質量為4.8g;19.4g11.6g7.8g是Al(OH)3的質量,其物質的量為0.1mol,故Al的質量為2.7g。加入20mLNaOH時沒有積淀生成,說明合金溶解時鹽酸過分,則溶解后的溶液中溶質有HCl、MgCl2和AlCl3,滴加160mLNaOH時溶液中的Cl恰好所有轉變成NaCl,故n(HCl)n(NaOH),5molL10.16L0.1Lc(HCl),c(HCl)8molL1。答案:(1)Mg:4.8g,Al:2.7g。1(2)8molL。3在Al、Al(OH)3、AlO2之間的定性分析和定量計算問題中應注意:(1)分析圖像或作圖時
28、不但要注意加入的酸或堿的強弱,還要注意所加入的量和滴加的序次,因為滴加的序次不一樣可能產生的現象不一樣。若產生的積淀有多種,則應仔細分析相關量間的關系,要特別關注積淀能否同步生成,積淀物能否溶于所加入的過分試劑中,同時要注意橫縱坐標的意義。鋁是一種應用廣泛的金屬,工業上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混雜熔融電解制得。鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程以下:回答以下問題:(1)寫出反應1的化學方程式:_;(2)濾液中加入CaO生成的積淀是_,反應2的離子方程式為_;(3)電解制鋁的化學方程式是_,以石墨為電極,陽極產生的混雜氣體的成分是_。分析此題是
29、常考的Al的制備實驗,由流程圖可知反應1用于溶解二氧化硅和氧化鋁,利用過濾除掉其余不溶性雜質,所以濾液中的成分為硅酸鈉和偏鋁酸鈉,加入氧化鈣后硅酸鈉轉變成硅酸鈣積淀,偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳氣體后轉變成氫氧化鋁,煅燒后生成氧化鋁。電解制備鋁的過程中因為陽極生成了氧氣,高溫下碳會被氧氣氧化為CO、CO2,所以陽極產生的混雜氣體為O2、CO2(CO)。答案(1)2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O(2)CaSiO3AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3電解O2、CO2(CO)(3)2Al2O3(熔融)=4Al3O2Na3AlF6若改進上述方
30、案,將上題流程中反應方程1的氫氧化鈉溶液改為足量鹽酸,式則反應1的離子為_;由濾液制得Al(OH)3最好加入什么試劑?請寫出該步反應的離子方程式:_。答案:Al2O36H=2Al33H2O通入足量氨氣,Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4兩種提純氧化鋁的方案鋁是地殼中含量最多的金屬元素,在自然界中主要以化合態形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是Al23,其余還含有少許SiO2、Fe23等雜質,冶煉金屬鋁很重要的一個過OO程是Al23的提純。因為Al23是兩性氧化物,而雜質SiO2是酸性氧化物,Fe2O3是堿性氧OO化物,因此可設計出兩種提純氧化鋁的方案。方案一堿溶法方案二錯誤!不決義
31、書簽。酸溶法Al3、AlO2和Al(OH)3互相轉變的定量關系及圖像1以下圖像表示Al3與AlO2物質的量變化的曲線,實線表示Al3,虛線表示AlO2,此中正確的選項是()3分析:選B。依據反應:Al3OH=Al(OH)3和Al(OH)3OH=AlO22H2O中耗費OH的量的關系可知A錯誤、B正確;由AlO2HH2O=Al(OH)3和Al(OH)33H=Al33H2O知C、D錯誤。2(2017徽示范高中聯考安)向必定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液,生成積淀Al(OH)3的量隨AlCl3加入量的變化關系以以下圖。則以下離子組在對應的溶液中必定能大量共存的是()Aa點對應溶液中:K、Fe
32、3、SO24、Cl、S2、NO、ClBb點對應溶液中:Na3Cc點對應溶液中:K、Ag、NO3、SO42Dd點對應溶液中:K、Mg2、I、CO32分析:選B。向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液時發生反應:Al34OH=AlO22H2O,3AlO26H2OAl3=4Al(OH)3。a點時溶液中有大批OH,故Fe3不可以大批存在,c點時溶質為NaCl,故Ag不可以大批存在;d點對應溶液中溶質為NaCl和AlCl3,CO23與Mg2、Al3不可以大批共存。鋁土礦的冶煉3(2017阜師大附中模擬曲)工業上用鋁土礦(主要成分是氧化鋁,含氧化鐵雜質)為原料冶煉鋁的工藝流程以下:以下表達正確的選項是A反
33、應中試劑(X)是氫氧化鈉溶液B試劑Y是HCl,它與AlO2反應生成氫氧化鋁C圖中所示轉變反應中包括兩個氧化還原反應D將X與Y試劑進行調換,最后可以達到相同結果分析:選A。B項,若試劑Y是HCl,它與AlO2反應生成Al3,錯誤;C項,圖中所電解示轉變只有一步是氧化還原反應:2Al2O3=4Al3O2,錯誤;D項,試劑X為氫氧化鈉,積淀C為氧化鐵,溶液A為偏鋁酸鈉和氫氧化鈉混雜溶液,通入過分Y(二氧化碳氣體),NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3,不可以調換,錯誤。4鋁土礦的主要成分是Al2O3,其余還含有少許SiO2、Fe2O3等雜質,從鋁土礦中提純Al2O3的工藝流程以下:
34、回答以下問題:(1)寫出步驟、中可能發生反應的離子方程式:_,_。(2)步驟中不用氨水積淀Fe3的原由:_。答案:(1)Al2O36H=2Al33H2O、Fe2O36H=2Fe33H2OAl34OH=AlO22H2O、Fe33OH=Fe(OH)3(2)Al(OH)3能溶于強堿溶液但不溶于氨水,用氨水不可以將Fe(OH)3和Al(OH)3分別1可溶性鋁鹽與強堿反應的計算規律(1)求產物Al(OH)3的量當n(OH)3n(Al3)時,1nAl(OH)33n(OH);當3n(Al3)n(OH)4n(Al3)時,nAl(OH)34n(Al3)n(OH);當n(OH)4n(Al3)時,nAl(OH)30
35、,無積淀。(2)求反應物堿的量若堿不足(Al3未完好積淀),n(OH)3nAl(OH)3;若堿使生成的Al(OH)3部分溶解,n(OH)4n(Al3)nAl(OH)3。2離子反應先后序次問題當溶液中有多種離子時,要考慮離子之間的反應序次,如向含有H、NH4、Mg2、Al3的混雜溶液中逐滴加入NaOH溶液,NaOH先與H反應,再與Mg2、Al3反應生成積淀,再與NH4反應,最后才溶解Al(OH)3積淀。3應用(1)判斷離子共存問題Al3水解呈酸性,與OH、AlO2、CO23(HCO3)、S2等不可以大批共存。AlO2水解呈堿性,與H、HCO3、Al3、Fe3等不可以大批共存。(2)鑒別(利用滴加
36、試劑序次不一樣向AlCl3溶液中滴加NaOH,現象不一樣)溶液,先產生白色積淀,后積淀溶解。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,開始無明顯現象,后產生白色積淀,積淀不溶解。(3)分別提純利用Al能溶于強堿溶液,分別Al與其余金屬的混雜物,如Mg(Al):加足量NaOH溶液。利用Al2O3能與強堿溶液反應,分別Al2O3與其余金屬氧化物,如Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液。利用Al(OH)3能與強堿溶液反應,分別Al3與其余金屬陽離子,如Mg2(Al3):加過分NaOH溶液,過濾,再加酸充分溶解。課后達標檢測學生用書P297(獨立成冊)一、選擇題1化學在生產和平常生活中有側重要的應用
37、。以下說法中錯誤的選項是()AMgO、Al2O3的熔點很高,可制作耐高溫資料,工業上也用其電解冶煉對應的金屬B明礬水解形成的Al(OH)3膠體能吸附水中懸浮物,可用于水的凈化C用Al(OH)3治胃酸過多D鋁比鐵開朗,但鋁制品比鐵制品在空氣中耐腐化分析:選A。MgO的熔點很高,平常電解熔點較低的MgCl2制備Mg,A錯誤;Al3水解生成的Al(OH)3膠體擁有吸附性,能吸附水中的懸浮物,因此可用于水的凈化,B正確;可以用Al(OH)3治胃酸過多,C正確;Al的表面形成致密的氧化膜,可以保護Al不被進一步腐化,D正確。2足量以下物質與相同質量的鋁反應,放出氫氣且耗費溶質物質的量最少的是()A氫氧化
38、鈉溶液B稀硫酸C鹽酸D稀硝酸分析:選A。A項,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,1molAl耗費1molNaOH;B項,2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2,1molAl耗費1.5molH2SO4;C項,2Al6HCl=2AlCl33H2,1molAl耗費3molHCl;D項,Al和稀硝酸反應不放出H2。綜上所述,符合題意的是A項。3(2017保定高三模擬)某同學經過系統實驗研究鋁及其化合物的性質,操作正確且能達到目的的是()向氯化鋁溶液中滴加過分氨水,最后獲取澄清溶液B等質量的鋁粉分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應制得等質量的氫氣C常溫下鋁與濃硝酸反應制得大批的NO2D
39、AlCl3溶液加熱蒸干獲取無水氯化鋁晶體分析:選B。Al(OH)3不溶于氨水,A錯誤;常溫下鋁與濃HNO3發生“鈍化”,C錯誤;蒸發AlCl3溶液促進AlCl3的水解獲取Al(OH)3,D錯誤。4以下除掉雜質的方法不正確的選項是()鎂粉中混有少許鋁粉:加入過分燒堿溶液充分反應,過濾、清洗、干燥B用過分氨水除掉Fe3溶液中的少許Al3CAl(OH)3中混有少許Mg(OH)2:加入足量燒堿溶液,充分反應,過濾,向濾液中通入過分CO2后過濾DMgO中混有少許Al2O3:加入足量燒堿溶液,充分反應,過濾、清洗、干燥獲取MgO分析:選B。Al(OH)3不溶于氨水,故向含少許Al3的Fe3溶液中加入過分氨
40、水時,Fe3、Al3均轉變成氫氧化物積淀,達不到除雜的目的。5某溶液既能溶解Al(OH)3,又能溶解Al,但不可以溶解Fe,在該溶液中可以大批共存的離子組是()AK、Na、HCO3、NO3BNa、SO24、Cl、S2CNH4、Mg2、SO42、NO3DH、K、Cl、Na分析:選B。能溶解Al(OH)3、Al,而不可以溶解Fe的溶液只好是強堿溶液,A項中的HCO3,C項中的NH4、Mg2,D項中的H都不可以在強堿溶液中大批存在。6(2017山西大學附中期中)將必定質量的Mg和Al的混雜物投入500mL稀硫酸中,固體所有溶解并產生氣體。待反應完好后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成積淀的物質的量
41、與加入NaOH溶液的體積關系以以下圖。則以下說法正確的選項是()AMg和Al的總質量為8gB硫酸的物質的量濃度為5mol/LCNaOHD生成的溶液的物質的量濃度為5mol/LH2在標準情況下的體積為11.2L分析:選C。由圖可知,加入NaOH溶液020mL時發生酸堿中和反應,20200mL時發生Mg2、Al3與堿生成積淀的反應,200240mL時發生Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O的反應。200mL時生成積淀最多,溶液中的溶質為硫酸鈉。由圖像可知,n(Mg)0.15mol,n(Al)0.2mol,則Mg和Al的總質量為0.15mol24g/mol0.2mol27g/mol9g,A錯
42、誤;由200240mL時發生Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O可知,c(NaOH)0.2mol5mol/L,200mL時生成積淀最多,溶液中的溶質為硫酸鈉,則c(H240.04LSO)0.2L5mol/L1mol/L,B錯誤、C正確;與硫酸反應生成的氫氣的體積應為(0.15mol0.5L20.3mol)22.4Lmol110.08L,D錯誤。7(2017衡水模擬)有鈉、鎂、鋁各nmol,分別與等體積、含xmolHCl的鹽酸反應,以下說法不正確的選項是()Axn時,鈉生成的氫氣最多Bxn時,鈉、鎂、鋁生成的氫氣相同多Cnx2n時,生成的氫氣:鈉鎂鋁Dx2n時,生成的氫氣:鈉鎂鋁分析:選
43、D。xn時,則鹽酸少許,又鈉與水反應生成氫氣,所以鈉生成的氫氣最多,故A正確;xn時,則鈉恰好與鹽酸完好反應,鎂、鋁與鹽酸反應都是鹽酸少許,所以鎂、鋁節余,鹽酸完好反應,故生成的氫氣相同多,故B正確;nx2n時,則鈉與鹽酸反應鹽酸過分,鎂、鋁與鹽酸反應都是鹽酸少許,所以生成的氫氣:鈉鎂鋁;x2n時,則鈉、鎂與鹽酸反應鹽酸都過分,鋁與鹽酸反應鹽酸可能不足(2nx3n),但鋁生成的氫氣一直比鈉、鎂多,所以生成的氫氣:鈉鎂鋁;x2n時,鈉與鹽酸反應鹽酸過量,鎂與鹽酸恰好反應,鋁與鹽酸反應鹽酸少許,生成的氫氣:鈉鎂鋁,故C正確、D錯誤。8(2017濰坊高三模擬)將15.6gNa2O2和5.4gAl同時
44、放入必定量的水中,充分反應后獲取200mL溶液,再向該溶液中緩慢通入標準情況下的HCl氣體6.72L,若反應過程中溶液的體積保持不變,則以下說法正確的選項是()A標準情況下,反應過程中獲取6.72L氣體B最后獲取的溶液中c(Na)c(Cl)c(OH)C最后獲取7.8g積淀D最后獲取的溶液中c(Na1)1.5molL分析:選C。n(Na2O2)0.2mol,n(Al)0.2mol,由2Na2O22H2O=4NaOHO22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知,生成n(O2)0.1mol,n(H2)0.3mol,n(NaAlO2)0.2mol,反應節余n(NaOH)0.4mol0.2mo
45、l0.2mol,通入的HCl氣體為0.3mol,0.2molHCl與NaOH反應,0.1molHCl與NaAlO2反應生成0.1molAl(OH)3積淀,反應后溶液中含0.1molNaAlO2。A項,反應過程中獲取8.96L氣體;B項,最后獲取的溶液中還有0.1molNaAlO2;D項,最后獲取的溶液中c(Na1。)2molL9已知:2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3,向含2molNaOH、1molBa(OH)2、2molNaAlO2的混雜溶液中慢慢通入CO2,則通入CO2的量和生成積淀的量的關系正確的選項是()選項ABCDn(CO2)/mol2345n(積淀)/mol
46、2232分析:選C。反應的序次挨次為Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O1mol1mol1mol2NaOHCO2=Na2CO3H2O2mol1mol1mol2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO32mol1mol2mol1molCO23CO2H2O=2HCO32mol2mol2mol4molBaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)21mol1mol結合選項,當通入2molCO2時,應生成1molBaCO3積淀;當通入35molCO2時,應生成3mol積淀;當通入6molCO2時,還剩2molAl(OH)3積淀。二、非選擇題10(10分)鋁是中學化學學習階段的獨一一種既能與酸
47、(非氧化性酸)反應又能與強堿溶液反應放出H2的金屬,就鋁的這一特別性質回答以下問題:(1)等質量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應,所得H2的體積之比是_。足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中,產生H2的體積之比是_。(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、必定物質的量濃度的HCl、NaOH溶液中,兩者產生的H2相等,則HCl和NaOH的物質的量濃度之比是_。(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3molL1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉,反應結束后,測得生成的氣體體積比為V(甲)V(乙)12,則加入鋁粉的質量為_。A5.4gB3.6gC2
48、.7gD1.8g分析:(1)依據化學方程式:2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,得Al與H2的關系式均為2Al3H2,故只要參加反應的Al的量相等,所得H2的量必相等。(2)因為在反應中Al過分,產生的H2由HCl和NaOH的量決定。依據化學反應中的關系式:6HCl3H2、2NaOH3H2,故當HCl、NaOH物質的量相等時,兩者產生H2的體積比為13。(3)因為鋁足量且產生H2相等,依據關系式n(HCl)n(NaOH)31,又因為兩溶液體積相等,故物質的量濃度c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。其反應原理分別為2Al6HC
49、l=2AlCl33H2,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。可見當參加反應的HCl和NaOH的物質的量相等時,產生H2的體積比是13,而題設條件體積比為12,說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過分的,而關于NaOH來說是不足的。2Al6HCl=2AlCl33H26mol3mol3molL10.1L0.15molAl與NaOH反應生成的H2為0.15mol20.3mol。223H22Al2NaOH2HO=2NaAlO227g3mol54g0.3mol即投入的鋁粉為5.4g。答案:(1)11(2)13(3)31(4)A11(14分)某混雜溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4
50、Cl、Na2CO3、KCl中的一種或幾種物質,往該溶液中逐滴加入NaOH溶液,產生積淀的物質的量(n)與加入的NaOH溶液體積(V)的關系以以下圖。回答以下問題:溶液中必定含有的溶質是_,必定不含有的溶質是_(填化學式)。(2)溶液中可能含有的溶質是_(填名稱),判斷該物質能否存在的實驗方法是_,現象是_。(3)分別寫出AB段、BC段發生反應的離子方程式:AB段為_;BC段為_。分析:第一分析圖像中的拐點、斜線及水平線所表示的化學意義。OA段是NaOH溶液中和HCl;加入過分NaOH溶液,積淀所有溶解,說明無MgCl2,所以積淀只有Al(OH)3;BC段是NaOH溶液與NH4Cl反應,故原溶液中必定含有HCl、AlCl3和NH4Cl;又因為HCl、AlCl3與Na2CO3均不可以大批共存,所以必定無Na2CO3,可能含有KCl,可用焰色反應進行確立。答案:(1)HCl、AlCl3、NH4ClMgCl2、Na2CO3(2)氯化鉀焰色反應透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色能否為紫色(3)Al33OH=Al(OH)3NH4OH=NH3H2O12(14分)某鋁合金(硬鋁)中含有鎂、銅、硅,為了測定該合金中鋁的含量,有人設計以下實驗:(1)取樣品ag,稱取時使用的儀器名稱為_。(2)將樣品溶
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